汽車用太陽能組件的疊層結構研究

汽車用太陽能組件的疊層結構研究

使用太陽能驅動汽車，可以減少汽車的燃料消耗，從而減少CO2的排放。在裝有等高容量電池的純電動或混合動力汽車上安裝太陽能組件，可以更好地存儲和利用太陽能。采用傳統的太陽能組件代替汽車金屬車頂會導致整車質量和質心的變化，不利于汽車設計，而采用聚碳酸酯或丙烯酸等塑料板來代替傳統太陽能組件可以減輕汽車質量。分析了塑料太陽能組件的抗沖擊性、熱變形和質量。

所提出的太陽能組件疊層結構是結合覆層和襯底型太陽能模塊，以達到一種既可靠又輕的新型結構。采用有限元軟件ABAQUS分別對所提出的太陽能組件進行抗沖擊性和熱變形模擬計算。采用落球試驗對不同材料組件的剛度和變形進行試驗測試。熱變形試驗表明，厚0.8mm的聚碳酸酯和1.2mm的鋁板抗熱變形性能優良。

采用響應曲線法對數據進行分析，設計出沖擊電阻率良好、熱變形小、質量輕的層狀結構。根據分析，太陽能模塊最佳平衡分層結構為：厚0.8mm的聚碳酸酯、厚0.4mm的EVA樹脂、厚0.2mm的單晶硅太陽能電池、厚0.4mm的Himilan ES離聚物和厚1.2mm的鋁合金板。設計了車頂式太陽能組件試驗臺，進行了實際的冰雹和凍結試驗。試驗結果表明，所設計的疊層結構具有良好的性能，可供汽車使用。

Yuki Kudo et al.SAE 2016-01-0351.

編譯：陳若龍